星际分子HCX(X=S，B，Al)和CX(X=P，As)光谱性质的量子化学研究

摘要

应用密度泛函理论(DFT)，在B3LYP/6-31G**水平上优化线型簇合物HC2nB(n=1-101的基态平衡几何构型，计算了它们的谐振动频率。在基态平衡构型下，通过EOM-CCSD/cc-pvDZ计算，确定了簇合物HC2nB(n=1-5)的11∑+←X1∑+电子跃迁能(△E)与体系大小n之间存在非线性关系，导出了△E与n之间的解析表达式。用CASSCF/6-31G*方法优化了HC2nB(n=1-4)的基态和激发态的平衡几何构型，由于两者成键性质的不同，从而导致了体系的跃迁能与体系大小之间的非线性关系。 在B3LXP/6-31G*水平上优化了HC2nS(n=1-9)的几何构型并讨论了它们的稳定性。预测的转动常数与实验值和以前的理论值都符合的很好。在CASPT2/cc-pvTZ水平上计算的HC2nS(n=1-5)的22∏←X2∏跃迁的垂直激发能(△E)分别为3.16、2.66、2.05、1.78和1.55eV，与实验测量值3.01、2.48、2.10、1.84和1.65eV符合的很好。HC2nS(n=1-5)的12∑←X2∏跃迁被预测有很大的振子强度，将来这些跃迁可以在实验中被观察到的。由垂直激发能的实验值和理论计算值拟合的△E与n之间的指数表达式也被导出。 使用CCSD和B3LYP方法优化了线型碳链AlC2nH(n=1-5)的基态几何构型并讨论了它们的稳定性。用CASSCF方法优化了AlC2nH的若干激发态的几何构型。优化的几何构型指出基态具有单叁键交替的结构。使用CASPT2方法计算了若干低激发态的垂直激发能和垂直发射能。结果指出预测的AlC2H的11∏←X1∑+跃迁的垂直激发能为3.70eV，与实验测量值3.57eV符合的很好。 在B3LYP/aug-cc-pvTZ和CCSD/aug-cc-pvTZ水平计算了C2P、C4P、C2As、C4As的基态几何构型。用CASSCF方法优化了C2P、C4P、C2As、C4As的基态和若干低激发态的几何构型。使用CASPT2方法计算了低激发态的垂直激发能。结果指出，预测的C2P和C2As的12△←X2∏跃迁的垂直激发能分别为2.03eV和1.84eV，与相关的实验观察值1.98eV和1.8leV符合的很好，这也说明实验上的指认比较可靠。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1星际分子

1.2星际漫射带

1.3课题的提出

1.4理论基础和计算方法

1.4.1薛定锷方程和三个基本近似

1.4.2密度泛函理论

1.4.3耦合簇计算方法

1.4.4 CASSCF和CASPT2理论

1.4.5计算激发态的量子化学方法

参考文献：

第二章线型碳链HC2nB(n=1-10)的电子光谱的理论研究

2.1 引言

2.2计算方法

2.3结果与讨论

2.3.1平衡几何构型和谐振动频率

2.3.2 11∑+←X1∑+电子跃迁

2.3.3基态和激发态的比较

2.4结论

参考文献

第三章线型碳链HC2nS(n=1-5)的电子光谱的理论研究

3.1引言

3.2计算细节

3.3结果和讨论

3.3.1几何构型和稳定性

3.3.2双重态跃迁的垂直激发能

3.3.3不同尺寸碳链激发态的比较

3.4结论

参考文献

第四章线型碳链AlC2nH(n=1-5)电子光谱的理论研究

4.1引言

4.2计算细节

4.3结果和讨论

4.3.1线型链的几何构型和振动频率

4.3.2 AlC2nH(n=1-5)的垂直激发能

4.3.4 11∏的垂直发射能

4.4结论

参考文献：

第五章C2X和C4X(X=P，As)电子光谱的理论研究

5.1引言

5.2计算细节

5.3结果和讨论

5.3.1 C2X和C4X(X=P，As)的几何结构

5.3.2 C2X(X=P，As)的垂直激发能

5.3.3 C4X(X=P，As)的垂直激发能

5.3.4C2X和C4X(X=P,As)的垂直激发能的比较

5.4结论

参考文献

硕士期间发表的文章

致 谢